液壓系統污染分析及控制的探討

上海柔肯液壓科技有限公司ROKEN HYDRO-TECH憑借在運動(dòng)和控制技術(shù)領(lǐng)域廣博的設計經(jīng)驗，為用戶(hù)提供創(chuàng )新的組件和完整成套系統，是用戶(hù)在該領(lǐng)域的最佳合作伙伴。

主題詞：系統污染污染控制目標清潔度監測測定方法液壓傳動(dòng)具有運動(dòng)平穩、調速簡(jiǎn)單、便于實(shí)現自動(dòng)化、實(shí)現頻繁往復運動(dòng)等特點(diǎn)，被各個(gè)工業(yè)部門(mén)廣泛應用。液壓設備工作的可靠性，與油液的污染程度密切相關(guān)。據有關(guān)資料介紹：在液壓系統中，約有70%~80%的故障與液壓系統污染有關(guān)。液壓系統污染已成為各有關(guān)行業(yè)急需解決的問(wèn)題。
　　1液壓系統污染的產(chǎn)生液壓系統產(chǎn)生污染的根源有：已被污染的新油、殘留物污染、侵入污染和內部產(chǎn)生的污染。
　　1.1已被污染的新油雖然液壓油和潤滑油液是在比較清潔的條件下精煉和調合的，但油液在儲存或轉儲過(guò)程中，已經(jīng)流過(guò)許多軟管和硬管，這些油管會(huì )產(chǎn)生一些金屬和橡膠顆粒。儲油桶中也存在著(zhù)一些金屬顆?；蜓趸?，這時(shí)儲油桶里的油液不再是清潔油，所以用戶(hù)使用的油液大都已被不同程度污染。
　　1.2殘留物污染新機器中往往殘留一定數量的污染物。在裝配系統和沖洗新元件時(shí)仔細行事可以減少這種污染，但難以根除。典型的殘留污染物有毛刺、切屑、飛邊、灰塵、纖維、砂子、潮氣、管子密封膠、焊渣、油漆等。在系統沖洗期間，所去除的污染物數量不僅取決于所用過(guò)濾器的有效性，而且與沖洗液的溫度、粘度、流速和“紊流”有關(guān)。除非達到高流速和紊流，否則許多污染物直到系統投入運行都未被趕出“窩點(diǎn)”。這些污染物可能會(huì )造成元件突發(fā)性失效。
　　1.3侵入污染來(lái)自周?chē)h(huán)境的污染物能侵入液壓或潤滑系統。特別對使用環(huán)境較惡劣的鍛壓、鑄造機械來(lái)說(shuō)，侵入污染的可能性更大，侵入污染通路主要有以下幾個(gè)方面：油箱通氣口侵入。由于油缸的循環(huán)動(dòng)作和油液的熱脹冷縮引起的液位變化，油箱必須設有通氣口，所以空氣中的污染物會(huì )從油箱通氣口進(jìn)入，侵入油液。
　　維修作業(yè)期間侵入。只要打開(kāi)系統進(jìn)行維修，環(huán)境污染物就有侵入系統的機會(huì )。元件的分解和重裝也要受到空氣中粉塵和污染物的感染。
　　油缸桿密封件處侵入?；钊麠U防塵密封圈很難消除活塞桿上薄油膜的產(chǎn)生，粘附于外伸的活塞桿上的環(huán)境塵粒被拖進(jìn)缸內，污染系統油液。
　　1.4內部產(chǎn)生污染對系統最為危險的污染乃是由系統本身所產(chǎn)生的污染。這些污染被“冷作硬化”到比它們所來(lái)自的表面更高的硬度，在引起系統表面磨損方面極具破壞性。在系統運行中所有元件（尤其是泵）都產(chǎn)生少量顆粒，如果不能及時(shí)過(guò)濾掉這些顆粒，污染度的提高將使新產(chǎn)生的顆粒數以很高的加速度增加。污染產(chǎn)生的形式大致有如下幾種：顆粒磨損產(chǎn)生污染。硬顆粒嵌在兩運動(dòng)表面之間，在表面上切削出碎片。
　　粘附磨損產(chǎn)生污染。運動(dòng)體表面油膜的喪失使其直接接觸，形成磨損，產(chǎn)生顆粒。
　　疲勞磨損產(chǎn)生污染。嵌進(jìn)間隙的顆粒引起表面應力集中點(diǎn)或者微裂縫，由于危險區的重復應力作用擴展成剝離。
　　沖刷磨損產(chǎn)生污染。高速液流中的精細顆粒蠶食掉節流棱邊或關(guān)鍵表面。
　　氣蝕磨損產(chǎn)生污染。泵進(jìn)口流動(dòng)受阻引起油液空泡，這些空泡爆破產(chǎn)生的沖擊剝離關(guān)鍵表面的材料。
　　腐蝕磨損產(chǎn)生污染。油液中的水或化學(xué)污染引起銹蝕或化學(xué)反應，使表面炳離。
　　2液壓系統污染產(chǎn)生的危害2.1突發(fā)性失效。當一個(gè)大顆粒污染物被帶進(jìn)泵或閥時(shí)，如一個(gè)顆粒使葉片卡死在轉子槽里，結果可能是泵或馬達完全被卡死；在一個(gè)滑閥中，陷入一個(gè)大顆粒的污染物能阻止閥芯運動(dòng)。
　　2.2間歇性失效。如進(jìn)入座閥的顆粒能妨礙該閥正確歸位。如果閥座很硬，顆粒不能嵌入閥座，則當閥再次打開(kāi)時(shí)該顆?？赡鼙粵_走。以后，另一顆?？赡茉俅芜M(jìn)入座閥并妨礙完全關(guān)閉，之后又被沖走。
　　于是出現座閥間歇性失效。
　　2.3退化性失效。由顆粒磨損、腐蝕、氣蝕、混氣、沖刷磨損或表面疲勞產(chǎn)生的結果。其中顆粒磨損和表面疲勞約占90%.它們使系統元件中的泄漏增加，降低了效率和精度，但這些變化一開(kāi)始很難察覺(jué)，最終的結果尤其對泵來(lái)說(shuō)，可能是突發(fā)性失效。
　　間隙中的顆粒，由于同時(shí)與兩面相互作用，故最容易引起磨損。由于過(guò)量污染的存在，會(huì )直接與油液作用使其變質(zhì)。值得注意的是，空氣、水分、雜質(zhì)等對液壓油的變質(zhì)具有較強的催化作用。
　　3液壓系統污染控制上述的分析表明，液壓系統污染的危害是非常嚴重的。因此，應設法減少系統污染，當然最好是完全杜絕污染，以減輕或消除危害。但是，由于引起系統污染的原因是多方面的，涉及到設計、生產(chǎn)、貯運、使用、維修等許多環(huán)節和部門(mén)；更何況液壓設備在使用過(guò)程中總要產(chǎn)生污染，因此，完全杜絕污染不僅難以做到，而且從經(jīng)濟效益上看，也是不足取的。所以，對待污染只能根據對液壓系統精度具體的要求，將其控制在允許的范圍內。
　　3.1設定目標清潔度等級目標清潔度的擬定，是建立在對液壓系統污染狀況和使用情況進(jìn)行廣泛的調查研究和測試分析的基礎上，為美國Vickers公司根據調研分析結果提出的液壓元件清潔度等級建議，設定系統目標清潔度時(shí)可作。具體方法是：先根據系統中液壓元件的種類(lèi)在中查取目標清潔度，選定對油液清潔度要求最高的液壓元件的清潔度作為系統的目標清潔度，然后再根據工作性質(zhì)和工作環(huán)境等因素進(jìn)行適當修正。
　　3.2實(shí)現目標清潔度在液壓系統或潤滑系統中，通過(guò)合理地布置和選用過(guò)濾器，使系統油液保證達到目標清潔度要求。
　　過(guò)濾器。隨著(zhù)現代液壓技術(shù)的發(fā)展，對系統油液的清潔度提出了更高的要求。目前，過(guò)濾精度3 ~5m的高精度過(guò)濾器已廣泛用于工業(yè)液壓系統，油液污染得到有效的控制。近年來(lái)，1um（=200）的高精度過(guò)濾器已研制開(kāi)發(fā)，并用于對污染極敏感的系統，如航空、航天和。
　　過(guò)濾精度與平均過(guò)濾比通過(guò)將過(guò)濾精度按卩值的高低進(jìn)行分級，不僅解決了用卩值作為評定標準的統一性問(wèn)題，并且反映了過(guò)濾器產(chǎn)品性能的差別，以便用戶(hù)根據不同需要進(jìn)行選用。
　　過(guò)濾系統。液壓系統污染控制的能力與效果，不僅僅取決于過(guò)濾器的精度，而且與過(guò)濾系統總體設計（過(guò)濾器的位置、類(lèi)型和數目）以及對污染侵入的控制程度密切相關(guān)。目前認為比較完善的過(guò)濾系統一般包括吸油路、壓力油路和回油路過(guò)濾器，有的還采用外循環(huán)過(guò)濾作為輔助和補充
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